项目3三相异步电动机制动控制.ppt

项目3 三相异步电动机制动控制,速度继电器也称转速继电器。是一种反映转速和转向的继电器。 工作方式：是当转速达到规定值后继电器动作。即依靠电动机转速的快慢作为输入信号，通过触点的动作信号传递给接触器，再通过接触器实现对电动机的控制。 用途：主要用作鼠笼型异步电动机的反接制动控制。故又称为反接制动继电器。,3.1 速度继电器,1-转子； 2-可动支架； 3-定子； 4-端盖, (a) 外形； (b) 结构,结构：速度继电器由转子、定子及触头三部分组成。,图3.1.1 速度继电器的外形和结构,图3.1.2 速度继电器的结构示意图,1-调节螺钉； 2-反力弹簧； 3-常闭触点； 4-常开触点； 5-动触点； 6-推杆； 7-返回杠杆； 8-摆杆； 9-笼型导条； 10-圆环; 11-转轴； 12-永磁转子,速度继电器是根据电磁感应原理制成的。 当电机旋转时，与电机同轴的速度继电器转子也随之旋转，此时笼型导条就会产生感应电动势和电流，此电流与磁场作用产生电磁转矩，圆环 10 带动摆杆 8 在此电磁转矩的作用下顺着电动机偏转一定角度。这样，使速度继电器的常闭触点断开，常开触点闭合。当电动机反转时，就会使另一对触点动作。当电机转速下降到一定数值时，电磁转矩减小，返回杠杆 7 使摆杆 8 复位， 各触点也随之复位。 ,一般速度继电器的动作转速不低于120r/min，复位转速约为100r/min以下。,1转轴 2转子 3定子 4绕组 5摆锤 6、9簧片 7、8静触点,1 2 3 4 5 6 7,9 8,图3.1.3 速度继电器的原理示意图,图3.1.4 速度继电器的原理示意图,a）转子 b）常开触点 c）常闭触点,a） b） c）,n,n,KS或SR,图3.1.5 速度继电器的符号,KS或SR,KS或SR,3.2 制动的含义和方法,制动的含义 在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一定的运行速度。 在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止。（在实际生产中，为了实现快速、准确停车，缩短时间，提高生产率，对要求停转的电动机强迫其迅速停车，必须采取制动措施。） 制动的方法 机械制动 利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。最常见的是电磁抱闸。 电气制动 使异步电动机所产生的电磁转矩T和电动机转子的转速n的方向相反。 电气制动分为：(1)能耗制动。(2)反接制动。(3)回馈制动。,(1)能耗制动。 所谓能耗制动，即在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用已达到制动的目的。 能耗制动的不足，是在制动过程中，随着电动机转速的下降，拖动系统动能也在减少，于是电动机的再生能力和制动转矩也在减少，所以在惯性较大的拖动系统中，常会出现在低速时停不住，而产生“爬行”现象，从而影响停车时间的延长或停位的准确性；仅适用一般负载的停车，然而电路简单，价格较低； (2)反接制动。 它通过反接相序，使电机产生起阻滞作用的反转矩以便制动电机。 反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。因此适用于l0kw以下小容量的电动机制动要求迅速、系统惯性大，不经常启动与制动的设备，如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动控制。 (3)回馈制动。 回馈制动是变频器制动方式的一种，也是非常有效的节能方法。并且避免了制动时对环境及设备的破坏。回馈制动采用的是有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。在电力机车等行业中取得了令人满意的效果。在新型电力电子器件不断出现,性价比不断提高的情况下有着广阔的应用前景。,三相异步电动机通电制动电路的特点 三相异步电动机通电制动原理图如图3.3.1所示。电路的特点是：当按下电动机的启动按钮时，电动机启动运转；当按下停止按钮时，电动机制动停止。 其与断电制动电路的不同点是：断电制动是利用机械弹簧的拉力将闸瓦拉住，抱紧电动机的闸轮，使电动机迅速停止下来；而通电制动则是在电动机停止时，在制动电磁铁中通入电流，产生磁力克服弹簧的拉力吸引闸瓦与电动机的闸轮紧紧相抱，使电动机立即停止下来。,3.3 三相异步电动机通电制动,图3.3.1 三相异步电动机通电制动控制电路原理图,一、工作任务 掌握单向反接制动控制控制线路的工作原理及接线方法 掌握速度继电器的使用方法及其原理。 理解反接制动的控制过程,3.4 工作模块5 三相异步电动机单向反接制动控制,图3.4.1 三相异步电动机单向反接制动控制电路原理图,二、电气原理图,依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法叫反接制动。 单向起动反接制动控制线路如图3.4.1所示。该线路的主电路和正反转控制线路的主电路相同，只是在反接制动时增加了三个限流电阻R。线路中KM1为正转运行接触器，KM2为反接制动接触器，SR为速度继电器，其轴与电动机轴相连（图中用虚线表示）。 工作原理：先合上电源开关QS，然后进行单向起动和反接制动。 （1）单向起动。按下SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁电动机M起动运转至电动机转速上升到一定值（100r/min左右）时SR常开触点闭合为制动作准备；,三、电路工作原理及特点,（2）反接制动。按下复合按钮SB1SB1常闭触头先分断、SB1常开触头后闭合KM1线圈失电KM1主触点分断、M暂时失电，KM1自锁触点分断解除自锁，KM2线圈通电，KM2自锁触点闭合自锁，KM2联锁触点分断对KM1联锁电动机M串接R反接制动至电动机转速下降到一定值（100r/min左右）时，SR常开触点分断KM2线圈失电KM2主触点分断、KM2联锁触点闭合解除联锁电动机M脱离电源停转，制动结束。 反接制动时，由于旋转磁场与转子的相对转速很高，故转子绕组中感生电流很大，致使定子绕组中的电流也很大，一般约为电动机额定电流的10倍左右。因此反接制动适用于10kW以下小容量电动机的制动，并且对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需在定子回路中串入限流电阻R，以限制反接制动电流。 反接制动的优点是：制动力强、制动迅速。缺点是：制动准确性差、制动过程中冲击强烈、易损坏传动零件、制动能量消耗大、不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大，不经常起动与制动的场合。,四、安装与接线 在实验室装置WD021挂板上选择热继电器；WD022挂板上选择熔断器FU1、FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2；电阻选用控制屏上的75/75W的三个电阻；电机放在桌面上。接线可参照图3.4.1，操作者应画出具体接线图。 五、检测与调试 经检查接线无误后，操作者可接通电源进行操作。在电机运转时，按下停止按钮SB1，电机应能立即停转。 若动作过程不符合要求或出现不正常，则应分析并排除故障，使控制线路能正常工作。,电容器制动控制电路的特点 接触器继电器电容制动控制电路原理图如图3.5.1所示。在图3.5.1中，当按下电动机启动按钮SB2时，接触器KM1通电闭合，电动机M就启动运转；当按下电动机M停止按钮SB1时，接触器KM1断电释放，接触器KM2通电闭合，将电动机M的定子绕组与电容器接通，起到电容制动的目的。经过一定时间，接触器KM2断电释放，完成电容制动过程。,3.5 电容器制动控制,图3.5.1 电容制动控制电路原理图,一、工作任务 掌握无变压器半波整流能耗制动控制线路的工作原理及接线方法 掌握时间继电器的使用方法及其原理。 理解能耗制动的控制过程,3.6 工作模块6 无变压器单相半波整流能耗制动控制,图3.6.1 无变压器半波整流单向运转能耗制动控制电路原理图,二、电气原理图,接触器继电器无变压器单相半波整流能耗制动控制电路原理图如图3.6.1所示。工作原理如下： 先合上电源开关QS，然后进行单向起动运转和能耗制动停转。 1）单向起动运转。按下SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁电动机M起动运转； 2）能耗制动停转。按下SB1SB1常闭触点先分断、SB1常开触点后闭合KM1线圈失电KM1主触点分断、KM1联锁触头闭合、KM1自锁触头断开、KM2线圈通电、KM2自锁触头闭合、KM2联锁触头分断对KM1联锁电动机M接入直流电能耗制动KT1线圈得电KT1常闭触点延时后分断KM2线圈失电KM2主触点分断、KM2联锁触点恢复闭合、KM2自锁触头分断、KT1线圈失电电动机M切断直流电源，能耗制动结束。 时间继电器KT1的延时时间可调整在4s左右。 该控制线路适用于10KW以下电动机，且对制动要求不高的场合。这种线路简单，附加设备较少，体积小，采用一只二极管半波整流器作为直流电源。,三、电路工作原理及特点,四、安装与接线 在本装置WD021挂板上选择热继电器；WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、时间继电器KT1等器件；在控制屏上选择整流二极管V和10/25W电阻R；电机放在桌面上。可参照图3.6.1进行接线。接线时需注意工艺要求。 五、检查与调试 经检查接线无误后，操作者可接通电源进行操作。在电机运转时，按下停止按钮SB1，电机应能立即停转。 若动作过程不符合要求或出现不正常，则应分析并排除故障，使控制线路能正常工作。,有变压器单相桥式整流能耗制动控制电路的特点 同无变压器单相半波整流能耗制动控制电路相比较，有变压器单相桥式整流能耗制动控制电路同样也是在电动机停车时，将经过整流的直流电流通入电动机任意两相定子绕组中，使电动机立即停止转动。而与无变压器单相半波整流能耗制动控制电路不同之处在于，有变压器单相桥式整流能耗制动控制电路整流部分使用了降压变压器，使得制动电源电压低，更为安全可靠。有变压器单相桥式整流能耗制动接触器继电器控制电路原理图如图3.7.1所示。在图3.7.1中，按钮SB1为电动机的制动停止按钮，SB2为电动机的启动按钮。,3.7 有变压器单相桥式整流能耗制动控制,图3.7.1有变压器单相桥式整流能耗制动接触器继电器控制电路原理图,能耗制动的